數(shù)組

一維數(shù)組

創(chuàng)建 定義

數(shù)組是一組相同類(lèi)型的元素的集合。那數(shù)組的語(yǔ)法形式：

type_t arr_name [const_n]
//如：
int arr[10];

type_t 指的是數(shù)組元素的類(lèi)型。

const_n 指的是一個(gè)常量表達(dá)式，用來(lái)指定數(shù)組的大小。

此時(shí)運(yùn)行程序的話，系統(tǒng)會(huì)報(bào)一個(gè)警告：未初始化變量。打開(kāi)調(diào)試就會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)默認(rèn)填入一些無(wú)意義的數(shù)據(jù)。

當(dāng)然全局?jǐn)?shù)組的話，系統(tǒng)默認(rèn)初始化為0；

int arr[10];// 0 0 ... 0
int main(){
  return 0;
}

創(chuàng)建實(shí)例

//1.	
int arr[10];
//2.
int count = 10;
int arr2[count];//這樣的創(chuàng)建數(shù)組可不可以呢？
//3.
float arr3[20];//浮點(diǎn)型數(shù)組
char ch[10];

數(shù)組的創(chuàng)建必須要[]使用常量，不能使用變量。（ps：雖然C99支持變長(zhǎng)數(shù)組，但一般用常數(shù)創(chuàng)建就已經(jīng)夠用了）同樣，我雖然用const_n表示常量，但可千萬(wàn)不要誤會(huì)為const修飾的變量哦。

為什么呢？

因?yàn)閿?shù)組控制不好容易越界訪問(wèn)非法內(nèi)存，用變量的話風(fēng)險(xiǎn)太大，所以一直以來(lái)都是用常量創(chuàng)建數(shù)組的。

初始化

初始化，顧名思義，在創(chuàng)建數(shù)組的同時(shí)給予一些合理的初識(shí)值。如：

int arr[10] = { 1,2,3 };//不完全初始化

這種是不完全初始化，剩余的元素默認(rèn)是0

int arr2[] = { 1,2,3,4 };//利用初始化內(nèi)容，指定數(shù)組大小

這種是省略數(shù)組的const_n常量表達(dá)式

由初始化內(nèi)容指定數(shù)組的大小

那下面這三個(gè)有什么不同呢？

第一種是用字符串初始化數(shù)組，字符串有\(zhòng)0作為結(jié)束標(biāo)志，雖不算字符串內(nèi)容，但是可以說(shuō)是字符串與生俱來(lái)的，所以它也被初始化作為數(shù)組內(nèi)容。a b c \0

第二種和第三種是一樣的，因?yàn)閿?shù)組元素類(lèi)型是字符型，且字符'b'的ACSII碼值是98，自動(dòng)將98解析為字符。a b c

使用

數(shù)組的訪問(wèn)是通過(guò)下標(biāo)來(lái)訪問(wèn)的，默認(rèn)下標(biāo)是從0開(kāi)始。通過(guò)下標(biāo)引用操作符[]我們可以訪問(wèn)到數(shù)組元素。

int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
//數(shù)組的下標(biāo)是從0開(kāi)始的0~9
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//10
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
    printf("%d ", arr[i]);
}
//1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

對(duì)于sizeof操作符，sizeof(arr)，即sizeof+數(shù)組名，指的是計(jì)算整個(gè)數(shù)組的大小，算出來(lái)是40，然后sizeof(arr[0])是計(jì)算數(shù)組首元素的大小為4，這樣一除就是元素個(gè)數(shù)啦。

使用變量sz，可以靈活的改變數(shù)組的大小，就不用再更改循環(huán)條件了。

總結(jié)：

• 數(shù)組是通過(guò)下標(biāo)訪問(wèn)的，下標(biāo)從0開(kāi)始
• 數(shù)組的大小可以通過(guò)計(jì)算得到

內(nèi)存存儲(chǔ)

通過(guò)printf("&arr[%d]=%p\n", i,&arr[i]);這樣的語(yǔ)句我們可以看到該數(shù)組在內(nèi)存中的存儲(chǔ)情況。

很明顯的是，數(shù)組在內(nèi)存中是連續(xù)存放的。

右邊是十六進(jìn)制的內(nèi)存編號(hào)，可以看見(jiàn)每一個(gè)元素之間都相差4個(gè)字節(jié)，而一個(gè)整型元素正好占4個(gè)字節(jié)。

所以數(shù)組在內(nèi)存中是連續(xù)存放的，隨著數(shù)組下標(biāo)的增長(zhǎng)，地址也在增長(zhǎng)，這也正是為什么指針變量+1，可以訪問(wèn)到下一個(gè)數(shù)組元素。

所以數(shù)組的本質(zhì)是什么？

一組內(nèi)存中連續(xù)存放的相同類(lèi)型的元素。

二維數(shù)組

創(chuàng)建

type_t arr_name[const_n][const_n]
//
int arr[3][5];//3行5列
char ch[4][7];//4行5列
double arr2[2][4]//2行4列

如上述代碼所示：二維數(shù)組的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)就是，類(lèi)型+數(shù)組名+[行][列]。

如圖所示，二維數(shù)組在理解上就是這樣的3行5列類(lèi)似于表格的東西。就像線性代數(shù)里的矩陣，矩陣的定義就是一組數(shù)組成數(shù)表。

初始化

//1.
int arr1[3][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 };
//2.
int arr2[3][5] = { {1,2},{3,4},{5,6,7} };

第一種初始化，先一行一行填入，第一行是1 2 3 4 5，第二行是6 7 8 9 10，第三行不夠就補(bǔ)零11 0 0 0 0 。第二種的話，把每一行看成一個(gè)一維數(shù)組，不夠的話還是補(bǔ)零，即第一行1 2 0 0 0，第二行3 4 0 0 0，第三行5 6 7 0 0 。

char ch1[2][4] = { 'a','b' };
char ch2[2][4] = { {'a'},{'b'} };
char ch3[3][4] = { "abc","def","gh" };

當(dāng)然用字符串去初始化二維數(shù)組的話，也是需要注意\0的問(wèn)題。

第一行：a b c \0；第二行：d e f \0；第三行：g h \0 0

省略

int arr2[][5] = { {1,2},{3,4},{5,6,7} };

像這樣省略行可以，但是不能省略列。

行數(shù)可以根據(jù)初始化內(nèi)容來(lái)規(guī)定，但如果列省略了就會(huì)造成歧義。

當(dāng)然，省略必須在已經(jīng)初始化的前提之下，不然行和列一概不知，怎么分配空間呢？

使用

當(dāng)然二維數(shù)組同樣是用下標(biāo)訪問(wèn)數(shù)組內(nèi)容的，也是從0開(kāi)始。如：

我們要去訪問(wèn)這個(gè)二維數(shù)組的話，我們當(dāng)然是用兩次循環(huán)遍歷這個(gè)數(shù)組。

內(nèi)存存儲(chǔ)

當(dāng)然我們也可以用同樣的辦法打印出每個(gè)元素的地址，如：

我們還是能發(fā)現(xiàn)每一個(gè)元素都是在內(nèi)存中連續(xù)存放的。

這樣的話，二維數(shù)組在內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式便是大家想象中的二維的形式，把每一行理解為一個(gè)一維數(shù)組，這樣的話二維數(shù)組在內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式還是一維的。如下圖的對(duì)比：

從這里我們也可以理解到，二維數(shù)組的初始化里，為什么可以省略行不能省略列。

把行省略了，但是我們知道列，一個(gè)一個(gè)填滿就是了，能填到多少行就有多少行。

理解方式

對(duì)于二維數(shù)組，我們可以理解為每一行為一個(gè)元素的一維數(shù)組，該一維數(shù)組的每一個(gè)元素又是一個(gè)一維數(shù)組。

如數(shù)組arr[3][5] ，是有3個(gè)元素的一維數(shù)組，每個(gè)元素是一個(gè)有5個(gè)元素的一維數(shù)組。

指向二維數(shù)組的指針+1，指向的是下一行。

對(duì)于二維數(shù)組在內(nèi)存存儲(chǔ)形式的理解還是很重要的，有了這樣的思想，我們就可以通過(guò)指針遍歷得到數(shù)組元素，如：

int arr[3][5] = { {1,2,3},{4,5,6},{7,8} };
int* p = &arr[0][0];
for (int i = 0; i < 15; i++)
{
    printf("%d ", *p++);//1 2 3 0 0 4 5 6 0 0 7 8 0 0 0
}

數(shù)組越界問(wèn)題

定義

數(shù)組通過(guò)下標(biāo)訪問(wèn)，那么下標(biāo)也就可以控制數(shù)組的訪問(wèn)范圍。在數(shù)組前后進(jìn)行訪問(wèn)的話，就是非法訪問(wèn)內(nèi)存，即數(shù)組越界。

//1 2 3 4 5 -858993460
int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
for (int i = 0; i <= 5; i++)//越界訪問(wèn)到第6個(gè)
{
    printf("%d ", arr[i]);
}

數(shù)組越界訪問(wèn)到最后一個(gè)元素之后的一塊內(nèi)存，這就屬于越界訪問(wèn)，-858993460是vs2019自動(dòng)生成的隨機(jī)值。

一般編譯器是不會(huì)去檢查數(shù)組越界訪問(wèn)的情況（vs2019太先進(jìn)），所以我們就要有意識(shí)的主動(dòng)檢查。如果編譯器提示這樣的錯(cuò)誤信息，那么一般就是數(shù)組越界了：

數(shù)組作函數(shù)參數(shù)

在寫(xiě)代碼時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)將數(shù)組作為參數(shù)，比如接下來(lái)的兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例，那么我們這里以冒泡排序的實(shí)現(xiàn)作為案例。

排序算法一般有四種：冒泡排序、選擇排序、插入排序和快速排序。

冒泡排序的核心思想：兩兩相鄰的元素進(jìn)行比較。

• 一趟冒泡排序搞定一個(gè)數(shù)字，讓其來(lái)到最終的位置上。
• n n n 個(gè)元素，則總共需要 n − 1 n-1 n−1 趟冒泡排序，每一趟排序需要進(jìn)行 n − 1 − i n-1-i n−1−i 次判斷大小。

如分析圖所示：

void Print(int* arr, int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *arr++);
	}
}
void Sort(int arr[],int sz)//int* arr
//數(shù)組作形參本質(zhì)是指針
{
	//int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//err//用指針的sizeof值除以另一個(gè)值 = 4 / 4 = 1
	for (int i = 0; i < sz - 1; i++)//n-1趟
	{
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++)//n-1-i次
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])//目標(biāo)升序
			{
				//交換
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,4,6,3,7,9,3,2,8,5 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//數(shù)組名單獨(dú)放在sizeof中，表示整個(gè)數(shù)組
	//排序
	Sort(arr,sz);
	//打印
	Print(arr,sz);
	return 0;
}

1.定義數(shù)組作形參時(shí)，本質(zhì)上是指針。

void Sort(int *arr,int sz)本質(zhì)上就是void Sort(int arr[],int sz)

所以Sort()函數(shù)內(nèi)，sizeof(arr)也算的就是指針arr的大小，所以只能傳參進(jìn)去。

2.數(shù)組名arr何時(shí)代表整個(gè)數(shù)組何時(shí)代表數(shù)組首元素地址呢？

• 代表整個(gè)數(shù)組的情況：

單獨(dú)放在sizeof操作符內(nèi)部時(shí)，如sizeof(arr); 。

寫(xiě)出&arr時(shí)，代表的是整個(gè)數(shù)組，但表面仍為首元素地址。

• 代表首元素地址的情況：

除上面兩以外其他都是代表首元素的地址。

應(yīng)用實(shí)例

筆者實(shí)在沒(méi)時(shí)間寫(xiě)兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例的博客，所以在此將思維導(dǎo)圖奉上，一般照著思維導(dǎo)圖寫(xiě)就沒(méi)問(wèn)題了。感謝李姐和支持~

數(shù)組的應(yīng)用實(shí)例1：三子棋

數(shù)組的應(yīng)用實(shí)例2：掃雷游戲

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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